Eletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise) no ENEM

Questão 1

Pilhas alcalinas de controle remoto utilizam zinco como material do ânodo. Ao longo do funcionamento, a semirreação que ocorre nesse eletrodo é: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ À medida que a pilha descarrega, a placa de zinco vai se desgastando gradualmente. Com base nessa semirreação, o que acontece com o zinco metálico durante o funcionamento da pilha?

Gabarito: A. Oxidação é perda de elétrons com aumento de NOX; redução é ganho de elétrons com queda de NOX. A espécie que se oxida é o agente redutor, e a que se reduz é o agente oxidante. Esse par de conceitos é a base da eletroquímica e indispensável para interpretar pilhas e baterias.

Questão 2

A pilha de Daniell, usada em laboratório como modelo didático de célula galvânica, possui dois eletrodos imersos em soluções distintas ligadas por uma ponte salina. No eletrodo de zinco, átomos de zinco se transformam em íons Zn²⁺, liberando elétrons que percorrem o fio externo até o eletrodo de cobre, onde íons Cu²⁺ da solução recebem os elétrons e se depositam como cobre metálico. Por convenção, o eletrodo onde ocorre a oxidação recebe o nome de ânodo, e o eletrodo onde ocorre a redução é chamado de cátodo. Considerando essa convenção, quais são o ânodo e o cátodo nessa pilha?

Gabarito: B. Em qualquer célula eletroquímica, o ânodo é sempre o eletrodo da oxidação e o cátodo é o da redução. Numa pilha galvânica, o ânodo é o polo negativo (libera elétrons) e o cátodo é o polo positivo (recebe elétrons). A ponte salina conduz íons, não elétrons, fechando o circuito elétrico interno.

Questão 3

Na indústria do alumínio, o metal é obtido por eletrólise ígnea da alumina (Al₂O₃). O processo exige que enormes quantidades de energia elétrica sejam continuamente fornecidas ao sistema por geradores externos. Ao contrário disso, a bateria do celular fornece eletricidade ao aparelho enquanto descarrega, sem receber energia de fora. Um técnico de segurança precisa registrar, no laudo de processo, a classificação correta da eletrólise quanto à espontaneidade. A eletrólise é:

Gabarito: B. Pilhas e baterias convertem energia química em elétrica de modo espontâneo (ΔG < 0). A eletrólise realiza o caminho inverso: usa energia elétrica externa para forçar uma reação não espontânea (ΔG > 0). Essa distinção é fundamental para entender processos industriais como a obtenção de alumínio, cloro e galvanização.